JP3210324U - 太陽電池発電設備用の支持金具 - Google Patents

Abstract

【課題】係止片が基本的に単一の部品で構成されながら、所望の動作を確実に行え、係止片の角部が母屋材の上フランジの下面にひっかかりがたい構成を得ることができる太陽電池発電設備用の支持金具を提供する。【解決手段】連結具２０の係止片２１は、長片２１ａが鉛直上方を向いてスリット２０ｂ内に収納されると共に、短片２１ｂが鉛直下方を向いてスリット２０ｂよりも下方に突出する収納位置と、長片２１ａが水平方向を向いてスリット２０ｂの一方の側方へ突出すると共に、短片２１ｂが水平方向を向いてスリット２０ｂの他方の側方へ突出する拡径位置とを取り得るように構成される。短片２１ｂが、円柱部２０ａからスリット２０ｂへ向かう中心軸に対して左回り方向に屈曲され、短片２１ｂがスリット２０ｂ内に進入不能に構成される。【選択図】図３

Description

本考案は、母屋材の上にスレート波板が葺かれてなる屋根上に、太陽電池パネルを設置する架台を支持する支持金具に関するものである。

スレート波板葺きの屋根の上に太陽電池パネルを設置しようとする場合、スレート波板には、雨、雪等の比較的軽量な物質が載ることしか想定されていないため、太陽電池パネルや架台等の荷重がスレート波板に作用するような構造を採ると、スレート波板に割れやひび等の破損を生じてしまう。

したがって、このような事案では、太陽電池パネルや架台等の荷重がスレート波板に作用しないような工夫が必要となる。例えば、特許文献１（特開２０１４−３７７５７号公報）は、次のような技術を開示する。

即ち、母屋材７の上フランジ上に、パイプ状を為す足金具２を起立させ、足金具２の上に架台１を載置する。そして、タッピングビス３を、架台１及び足金具２に貫通させ、タッピングビス３の先端部に形成されている雄ねじ部を母屋材７の上フランジにねじ込んでいる。

確かに、このようにすると、架台１に作用する荷重は、スレート波板に作用せず、足金具２を経由して、母屋材７の上フランジへ伝達される。また、特許文献１の図２に示されるように、架台１としてはＣ型チャネル（リップ溝型鋼）が多用される。

ところが、電動ドライバー等を用いて上側から下向きにタッピングビス３をねじ込む作業が必須となってしまう。したがって、第１に、タッピングビス３を強く締め過ぎると、締め付け孔が広がりすぎて、必要な引抜強度が得られないおそれがあるし、支持金具が劣化した場合のように、支持金具を交換する必要に迫られると、再度、新たなタッピングビス３を締め込んでも、ねじが効かなくなるおそれが大である。

第２に、さらに重要なこととして、上側から電動ドライバー等を操作しなければならないため、タッピングビス３の上方に縦長の空間、即ち、ドライバー等の回ししろを確保する必要がある。具体的には、特許文献１の図２に明示されているように、架台１を、その開口部（上フランジから下向きに突出する上歯と下フランジから上向きに突出する下歯とに挟まれる部分）が上向きとなる姿勢をすることが必須になる。

この姿勢では、開口部を横向きにする通常の使用形態に比べ、架台１の断面二次モーメントが約５分の１以下に下がり、同一荷重状態において、たわみが５倍以上に拡大してしまうというように、材料力学上極めて不利であるという重大な欠点がある。

また、特許文献２（特開２０１４−１５８２７号公報）は、タッピングビスではなく、当部材１５を使用する技術を開示するが、所詮、架台５に作用する荷重が金属製の屋根材（折板３）に直接作用するものであり、スレート波板葺きの屋根には、破損が避けられず適用できない。

以上に鑑みて、本出願人は、架台を材料力学上有利な姿勢で使用できると共に、架台及び太陽電池パネル等の荷重がスレート波板に直接作用しない支持金具を提案した（特許文献５：特許第６０５８７６４号公報）。

本出願人は、特許文献５の図５〜図８に記載のものを実際の工事に適用し検討を行った。ここで、この種の部材は、一つの現場においても相当数まとめて使用されるものであり、コスト削減要求が非常に厳しい。同文献の図６〜図７の構成では、部品点数が増えてしまう問題がある。また図８の構成では、使用される帯ゴムが経年変化で劣化するという問題がある。さらに、図５〜図８のいずれの構成においても、係止片の角部が母屋材の上フランジの下面にひっかかり、スムーズな操作を行いにくいという点が明らかとなった。

そこで考案者らは、上記問題群を除去すべく鋭意検討を重ねた結果、本考案を完成するに至った。
特開２０１４−３７７５７号公報 特開２０１４−１５８２７号公報 特開２０００−１２９８６５号公報 特開２０１４−８４９３５号公報 特許第６０５８７６４号公報

即ち、本考案は、係止片が基本的に単一の部品で構成されながら、所望の動作を確実に行えること、及び、係止片の角部が母屋材の上フランジの下面にひっかかりがたい構成を得ることを目的とする。

第１の考案に係る支持金具は、支持筒と、該支持筒に挿通可能に形成される連結具とを備え、該連結具は、円柱部と、該円柱部の下方に位置し、該連結具の下端に至る縦長のスリットが形成されるスリット部と、該スリットを貫通するように該スリット部に装着されるピンと、長片と短片とを有し、該長片と該短片との中間位置において、該ピンが貫通して枢支される係止片とを備え、該係止片は、該長片が鉛直上方を向いて該スリット内に収納されると共に、該短片が鉛直下方を向いて該スリットよりも下方に突出する収納位置と、該長片が水平方向を向いて該スリットの一方の側方へ突出すると共に、該短片が水平方向を向いて該スリットの他方の側方へ突出する拡径位置とを取り得るように構成され、該短片が、該連結具の該円柱部から該スリット部へ向かう中心軸に対して左回り方向に屈曲され、該短片が該スリット内に進入不能に構成される。

好ましくは、該短片の上側及び下側の角部群の曲率半径をＲａ、該長片の上側角部の曲率半径をＲｂ、該長片の下側角部の曲率半径をＲｃとするとき、Ｒｃ＜Ｒａ＜Ｒｂを満たす。

より好ましくは、該支持筒の内側直径をφＤｂ、該長片の厚さをＷｃ、該長片の幅方向中心線から該短片の先端までの距離をＨとするとき、Ｗｃ／２＜Ｈ＜φＤｂ／２を満たす。

更に好ましくは、該円柱部の外側直径をφＤａ、該ピンの中心から該短片の先端部までの距離をＷａ、該ピンの中止から該長片の先端部までの距離をＷｂとするとき、（φＤａ／２＋４ｍｍ）≦（Ｗｂ−Ｒｂ）及び（φＤａ／２＋４ｍｍ）≦Ｗａ＜Ｗｂ≦（φＤａ／２＋１０ｍｍ）を満たす。

これらの構成により、特許文献５による利益に加え、係止片が基本的に単一の部品で構成されながら、所望の動作を確実に行えること、及び、係止片が周辺部材と干渉しがたい構成を得ることができる。

よって、コスト削減要求が非常に厳しい現場においても、その要求を現実的に満たすことができ、経年変化による劣化を心配する必要がなく、しかも、現場施工が円滑に行えることになる。

以下図面を参照しながら、本考案の実施の形態を説明する。図１は、本考案の一実施の形態における太陽電池発電設備を示す斜視図、図２は、同支持金具を示す側面図である。

（太陽電池発電設備の概要）
図１に示すような、屋根が既に設置されているものとする。このような屋根を構成するために、排水のための勾配を確保しながら、Ｃ型チャネル（リップ溝型鋼）からなる母屋材１が所定スパンを開けて平行に配置される。それぞれの母屋材１は、開口部が図１の右側（横）向きとなっており、上フランジ２と下フランジ３とが上下平行に位置する。

なお、図１では、右側が高く左側が低い勾配が付与されており、Ｃ型チャネルの開口部が、高い方を向くように配置されているが、逆に、開口部が低い方を向く、あるいは、隣接する開口部同士が向き合ったり、反対を向いたりするなどの方向性を採りうるが、いずれを採用しても本考案は適用できるため、母屋材１の方向性がどのようであっても、本考案の保護範囲に属するものである。

さて、上フランジ２の上面２ａ上に、複数のスレート波板４が、その長手方向が母屋材１の長手方向と直交するように並設されて、屋根が葺かれる。母屋材１の上フランジ２を貫通し、スレート波板４から浮いた状態で架台５を支持する、複数の支持金具１０が、所定のスパンで上面２ａに対し垂直に起立する。

架台５上には、太陽電池パネル６が装着されて、太陽電池発電設備が構成される。以上が、本形態における太陽電池発電設備の概要である。

図２に示すように、スレート波板４は、母屋材１の上フランジ２の上面２ａ上に葺かれているが、最も低い谷部４ｂと最も高い４ａとを有している。

（支持金具）
支持金具１０は、下端面１１ａと上端面１１ｂとを有し筒状をなす、支持筒１１と、支持筒１１内に挿入される連結具２０と、連結具２０の上方に位置する雄ねじ部２０ｃに螺合されるナット１５とを主たる要素とする。

支持筒１１の下端面１１ａは、母屋材１の上フランジ２の上面２ａに当接し、上端面１１ｂは、架台５の下フランジ５ａに当接する。

（連結具の詳細）
ここで、図３（ａ）は、本考案の一実施の形態における連結具の斜視図、図３（ｂ）は、同連結具の底面図、図３（ｃ）〜図３（ｄ）は、本考案の一実施の形態における連結具の動作説明図、図４（ａ）は、図３（ｅ）の一部拡大図、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の一部拡大図である。

図３（ａ）に斜視図で示すように、本形態の支持金具１０は、支持筒１１に挿通可能に形成される連結具２０を中核部材とする。

連結具２０の上部は、雄ねじ部２０ｃとなっており、それより下方に、順次、円柱部２０ａと、連結具２０の下端に至る縦長のスリット２０ｂが形成されるスリット部とが、形成される。

ピン２０ｄは、スリット２０ｂを貫通するようにスリット部に装着される。また、係止片２１は、フラットな長片２１ａと、屈曲（詳細は後述する。）された短片２１ｂとを有し、ピン２０ｄは、長片２１ａと短片２１ｂとの中間位置を貫通し、係止片２１をスリット部に対して枢支する。

図３（ｃ）に示すように、係止片２１は、長片２１ａが鉛直上方を向いてスリット２０ｂ内に収納されると共に、短片２１ｂが鉛直下方を向いてスリット２０ｂよりも下方に突出する収納位置を取り得る。通常、現場で施工される前において、連結具２０は、収納位置の状態にある。

また、図３（ｅ）に示すように、係止片２１は、長片２１ａが水平方向を向いてスリット２０ｂの一方の側方へ突出すると共に、短片２１ｂが水平方向を向いてスリット２０ｂの他方の側方へ突出する拡径位置をも取り得る。

図３（ｃ）の収納位置と図３（ｅ）の拡径位置の中間では、図３（ｄ）に示すように遷移位置となる。

さらに、係止片２１が拡径位置にあるとき、下方から見ると、図３（ｂ）に示すようになる。

係止片２１の短片２１ｂは、いずれの位置にあるときにおいても、屈曲されその全体の幅がスリット２０ｂの幅を上回るように形成されているため、スリット２０ｂ内に進入することはできない。

ここで、短片２１ｂは、雄ねじ部２０ｃからスリット２０ｂへ向かう（つまり鉛直上方から鉛直下方に向く）中心軸に対して左回り方向に屈曲される。

本形態では、図４（ａ）、図４（ｂ）に拡大して示されるように、次の条件が満たされるように構成される。

即ち、短片２１ｂの上側及び下側の角部群の曲率半径をＲａ、長片２１ａの上側角部の曲率半径をＲｂ、長片２１ａの下側角部の曲率半径をＲｃとするとき、Ｒｃ＜Ｒａ＜Ｒｂが満たされる。

また、支持筒１１の内側直径をφＤｂ、長片２１ａの厚さをＷｃ、長片２１ａの幅方向中心線から短片２１ｂの先端までの距離をＨとするとき、Ｗｃ／２＜Ｈ＜φＤｂ／２が満たされる。

更に、円柱部２０ａの外側直径をφＤａ、ピン２０ｄの中心から短片２１ｂの先端部までの距離をＷａ、ピン２０ｄの中止から長片２１ａの先端部までの距離をＷｂとするとき、（φＤａ／２＋４ｍｍ）≦（Ｗｂ−Ｒｂ）及び（φＤａ／２＋４ｍｍ）≦Ｗａ＜Ｗｂ≦（φＤａ／２＋１０ｍｍ）が満たされる。

以上の条件群を満足すると、係止片２１が基本的に単一の部品で構成できるだけでなく、係止片２１の角部が母屋材１の上フランジ２の下面２ｂにひっかからず円滑に所望の動作を行える点が、保証される。

本考案に係る支持金具は、例えば、スレート波板葺きの屋根に太陽電池パネルを設置する分野等において好適に利用できる。

本考案の一実施の形態における太陽電池発電設備を示す斜視図 本考案の一実施の形態における支持金具を示す側面図 （ａ）本考案の一実施の形態における連結具の斜視図 （ｂ）本考案の一実施の形態における連結具の底面図 （ｃ）本考案の一実施の形態における連結具の動作説明図 （ｄ）本考案の一実施の形態における連結具の動作説明図 （ｅ）本考案の一実施の形態における連結具の動作説明図 （ａ）図３（ｅ）の一部拡大図 （ｂ）図３（ｂ）の一部拡大図

１ 母屋材
２ 上フランジ
２ａ 上面
２ｂ 下面
３ 下フランジ
４ スレート波板
４ａ 山部
４ｂ 谷部
５ 架台
５ａ 下フランジ
６ 太陽電池パネル
１０ 支持金具
１１ 支持筒
１１ａ 下端面
１１ｂ 上端面
１５ ナット
２０ 連結具
２０ａ 円柱部
２０ｂ スリット
２０ｃ 雄ねじ部
２０ｄ ピン
２１ 係止片
２１ａ 長片
２１ｂ 短片

Claims (4)

1. 太陽電池パネルの架台を支持する支持金具であって、
   支持筒と、
   前記支持筒に挿通可能に形成される連結具とを備え、
   前記連結具は、
   円柱部と、
   前記円柱部の下方に位置し、前記連結具の下端に至る縦長のスリットが形成されるスリット部と、
   前記スリットを貫通するように前記スリット部に装着されるピンと、
   長片と短片とを有し、前記長片と前記短片との中間位置において、前記ピンが貫通して枢支される係止片とを備え、
   前記係止片は、
   前記長片が鉛直上方を向いて前記スリット内に収納されると共に、前記短片が鉛直下方を向いて前記スリットよりも下方に突出する収納位置と、
   前記長片が水平方向を向いて前記スリットの一方の側方へ突出すると共に、前記短片が水平方向を向いて前記スリットの他方の側方へ突出する拡径位置とを取り得るように構成され、
   前記短片が、前記連結具の前記円柱部から前記スリット部へ向かう中心軸に対して左回り方向に屈曲され、前記短片が前記スリット内に進入不能に構成されることを特徴とする支持金具。
2. 前記短片の上側及び下側の角部群の曲率半径をＲａ、前記長片の上側角部の曲率半径をＲｂ、前記長片の下側角部の曲率半径をＲｃとするとき、Ｒｃ＜Ｒａ＜Ｒｂを満たす請求項１記載の支持金具。
3. 前記支持筒の内側直径をφＤｂ、前記長片の厚さをＷｃ、前記長片の幅方向中心線から前記短片の先端までの距離をＨとするとき、Ｗｃ／２＜Ｈ＜φＤｂ／２を満たす請求項２記載の支持金具。
4. 前記円柱部の外側直径をφＤａ、前記ピンの中心から前記短片の先端部までの距離をＷａ、前記ピンの中止から前記長片の先端部までの距離をＷｂとするとき、（φＤａ／２＋４ｍｍ）≦（Ｗｂ−Ｒｂ）及び（φＤａ／２＋４ｍｍ）≦Ｗａ＜Ｗｂ≦（φＤａ／２＋１０ｍｍ）を満たす請求項３記載の支持金具。

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